H型钢工厂化制作流水线在施工现场中的应用.docx

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H型钢工厂化制作流水线在施工现场中的应用

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一、H型钢工厂化制作流水线简介

钢结构加工一般来说都属于非定型产品生产，尤其在我国，目前尚未划分单一生产某一产品（工业厂房等）的钢结构厂的专门程度，大都是在合同范围内以销定产，所以，它的生产布局难以固定为某一模式。

现在的钢结构加工厂一般以H型钢为主要生产对象，以流水线生产工艺流程为主线，布置同类型构件作批量生产为主要生产模式，其流水线工艺流程和生产区域划分见图1.1～1.2。

图1.1

流水线生产工艺流程

图1.2生产区域划分

钢结构现场制作加工因受到场地、机械、运输等因素影响，实现流水线生产较为困难，一般做法是成批量构件在工厂制作，制作完成后再运至现场进行二次加工或进行安装，增加了运输环节。

到目前为止，钢结构在现场制作很少实现工厂化流水线生产，但是在克服了场地、机械、运输等影响因素的条件下，完全可以实现钢结构现场制作的工厂化流水线生产。

二、工程概况

山东寿光晨鸣纸业集团15.3万吨/年高档铜版纸联合厂房钢结构工程中，主要包括造纸车间、涂布车间和完成车间的钢吊车梁、钢屋架的制作安装。

钢吊车梁为H型钢结构，共计458根，550吨；钢屋架为变截面H型钢结构，共计436榀，1200吨。

制作安装工程量约为1760余万元。

本工程工期要求紧，制作焊接量大，集中制作场地较小，且制作要紧密配合土建进度。

由于本工程的特点及现场实际情况，迫切需要在现场实现H型钢工厂化流水线生产。

在公司领导的大力支持和全力配合下，项目部组织将H型钢加工生产流水线搬到施工现场，进行H型钢的工厂化流水线制作加工，并且在施工中广泛采用新工艺、新技术、新设备，取得了圆满成功。

三、现场平面规划及布置

3.1现场制作流水线平面规划原则

（1）按流水线顺序安排生产场地，尽量减少运输量，避免倒流水；

（2）根据生产需要合理安排操作面积，以保证安全生产，保证材料和零件有必需的堆放场地；

（3）保证半成品的顺利周转和成品的顺利运出；

（4）便利供电、供气、照明线路的布置。

3.2平面规划

根据施工现场实际情况，并按H型钢制作流水线生产工艺流程，规划钢结构加工厂地。

（1）根据现场场地、道路情况，加工场地靠近道路北侧东西纵向、南北横向布置，面积约为100m*30m，以便于材料、构件的运输。

（2）现场均为土质场地，施工现场条件较差，需推平场地，铺设碎石子，在现场用道木和钢板搭设加工平台，钢结构制作加工均在平台上施工。

（3）根据加工场地情况和流水线生产特点，场地内材料和构件运输采用跨度为10m的起重量为10t龙门吊进行吊装运输。

场地外构件和成品运输采用叉车运输。

（4）因龙门吊起重装置均能够外伸至两轨道外侧5m，材料堆放可按规格型号放置于加工场地的西端和龙门吊轨道外侧，利用龙门吊进行材料的卸车和搬运。

（5）根据材料放置区域分散的特点，钢材下料采用小车式半自动切割机，小型材料构件下料采用等离子切割机下料，以满足构件需求要求。

（6）靠近材料下料处布置零部件矫正和钢结构组、拼装位置。

（7）主要结构焊接采用埋弧自动焊机进行船形焊，需在钢结构组装区附近布置出船形胎具位置和焊接场地。

（8）在焊接区域后布置H型钢翼缘矫正机位置，用以矫正结构焊接后的变形。

（9）在结构矫正区域后布置小型零部件组装位置，主要布置半自动CO2保护焊机及手工电焊机。

（10）在场地东侧区域布置半成品堆放区和成品拼装位置。

（11）加工场地北侧布置小型零部件加工场地，主要进行连接板等的加工和制孔施工。

（12）场地东侧留出构件、成品运输道路，以便于运出加工场地。

（13）结构喷砂及涂装因灰尘较大，在加工场地东侧另规划施工场地。

3.3平面布置

根据加工场地规划布置施工机械和设备，加工场地布置见附图。

四、施工现场组织应用

4.1钢平台铺设

本工程制作的钢结构外形尺寸较大，钢屋架最长为27米，高度最大为1.62米，且为变截面H型钢结构，因此，钢平台铺设要求较高。

根据工程使用的材料情况（均为钢板），平台采用钢板（δ=16）铺设，下铺道木，平台尺寸为100×16m。

以提供钢屋架、钢吊车梁制作加工场地。

4.2板材下料

根据材料放置区域分散的特点，H型钢翼缘板和腹板的板材下料主要采用6台CG1－30型小车式半自动切割机下料，部分小型零部件如筋板、连接板等下料采用空气等离子切割机下料，这样可以各自独立下料，不受其他因素影响，满足了施工需要。

应用半自动切割机和空气等离子切割机下料，代替了过去在施工现场使用手工氧、乙炔气切割下料，其优点显著：

切割速度快，切割平稳，减低了工人的劳动强度，较人工切割提高工效3－5倍，且切割表面光洁，无需进行切割面的精加工，减少了修整工序，提高了效益，较过去的氧、乙炔手工切割降低成本30%以上。

4.3H型钢组对

针对各种规格的H型钢组对，在钢平台上制作不同形式的固定组对模具，以适应不同规格的H型钢组对需要，并且施工中应用10t的龙门吊配合组对，即保证了组对质量，又保证了安全生产。

组装H型钢胎膜结构形式见图：

4.3.1.

图4.3.1水平、竖向组装平台示意图

4.4H型钢的焊接

根据H型钢焊接量大、焊缝集中、质量要求高的特点，制作H型钢焊接船型模具，采用2台ZXG-1000R型全自动埋弧焊机进行H型钢船型焊接。

埋弧焊机焊接胎具制作采用槽钢（[20和∠75*5]焊接而成，结构形式见图4.4.1。

胎具每档1.5米，胎具长度为24米。

吊车梁6米一段，钢屋架9米一段，可同时进行多段的焊接，提高埋弧焊机的效率。

特制矫正夹紧器、螺栓夹紧器、槽钢夹紧器等专用工具配合焊接胎具使用，以便于有效的控制焊接时产生变形。

焊接采用船型埋弧焊的优点是：

焊接过程稳定，焊肉始终保证在焊缝中心，焊缝质量好，成型美观，保护效果好，无弧光辐射，脱渣性好，无飞溅，焊缝易于清理，劳动强度低等。

图4.4.1埋弧焊机焊接胎具示意图

4.5H型钢的矫正

H型钢焊接后变形的矫正采用1台HY-800型H型钢翼缘矫正机进行，其原理是应用机械外力作用矫正焊接时产生的变形，消除H型钢的弯曲、翘曲、凹凸不平、焊接应力等缺陷，H型钢的矫正原理见图4.5.1。

与传统的火焰矫正、锤击矫正方法相比，具有矫正质量好、矫正速度快、生产效率高等优点。

图4.5.1H型钢的矫正原理示意图

4.6小型零部件加工

小型零部件筋板、连接板等下料采用等离子切割机下料，其优点是切割质量好，无需进行边缘加工，在保证下料质量的同时，也节约了成本。

制孔采用2台小型台式钻床，进行集中制孔。

同规格的零件可成批量进行施工，不易造成制孔错误，便于提高生产效率，减少劳动强度。

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4.7加强筋板及连接板的焊接

为防止H型钢焊接时再次变形，加强筋板及连接板的焊接主要采用4台NBC-500型半自动CO2保护焊机焊接。

其优点是：

电弧热量集中，熔深度大，抗裂性能好，较易控制焊缝变形，焊接速度快、生产效率高、成本低等。

4.8组装

组装主要针对钢屋架，制作组装胎具，利用龙门吊配合进行组装，保证总体尺寸要求后，再焊接构件连接板等，并采用定位螺栓和专用夹具固定，保证组装、焊接质量要求。

钢屋架拼装示意图

组装后构件制孔采用小型磁力电钻进行钻孔，移动方便。

操作灵活，施工具有较大的灵活性。

4.9喷砂除锈、涂装

成品及构件喷砂除锈采用日本引进的柴油空气压缩机，用石英砂进行。

构件和成品放置在道木上，采用轻型龙门架倒链即可翻身，施工方便；喷砂设备移动方便，便于移动作业，不受施工场地限制，施工效率高。

涂装刷漆采用空压机进行喷涂，涂装速度快，质量好，施工劳动强度低，效率高。

五、应用总结

晨鸣工地钢结构施工生产流水线，在公司领导及各部门的大力支持和项目部的精心组织、安排下，获得了成功运用，基本上实现了机械化施工，劳动强度大大降低，不仅产品质量有保证，生产效率也显著提高，受到了业主、监理公司、质检部门的好评，同时也得到局领导的好评，为确保合同工期奠定了基础，为公司争得了信誉，取得了良好的社会效益和经济效益。

通过在本工程施工现场应用H型钢生产流水线，实现了原来只有在工厂才能实现的流水线作业，并获得成功，在我公司属首次运用，为以后在施工现场进行钢结构流水线作业打下了良好的基础。

H型钢制作流水线现场

船形埋弧焊埋弧焊机行走小车

H型钢矫正机10t龙门吊

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